CC BY
43
ISSN 0202-5493.МАСЛИЧНЫЕ КУЛЬТУРЫ. Научно-технический бюллетень Всероссийского научно-исследовательского института масличных культур. Вып.2 (148-149), 2011
А.К. Гриднев,
кандидат сельскохозяйственных наук
ГНУ ВНИИМК Россельхозакадемии
Россия, 350038, г. Краснодар, ул. Филатова, д. 17
тел. (861) 274-62-28, e-mail: vniimk-center@mail.ru
СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ПРИЕМОВ ПЕРВИЧНОГО СЕМЕНОВОДСТВА САМО ОПЫЛЕННЫХ ЛИНИЙ ПОДСОЛНЕЧНИКА С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ГРУППОВЫХ ИЗОЛЯТОРОВ
Ключевые слова: групповые изоляторы, самоопыленные линии, посевные и урожайные свойства семян подсолнечника.
УДК 631.531.02:631.523
Введение. В процессе совершенствования приемов получения биологически чистых семян самоопыленных линий в системе первичного семеноводства гибридов подсолнечника во ВНИИМК разработаны групповые сетчатые изоляторы, которые надежно сохраняют типичность растений и уровень стерильности ЦМС-аналогов при репродуцировании их с использованием таких конструкций [1].
Эти устройства используются для защиты от проникновения энтомофауны на цветущие растения инбредных линий подсолнечника и не допускают повреждение птицами созревающих корзинок. В то же время групповые изоляторы по-разному оказывают влияние на формирование посевных и урожайных свойств репродуцируемых самоопыленных линий, являющихся материнскими или от-
цовскими компонентами на участках гибридизации при получении гибридов F1 подсолнечника [2]. Используемые в семеноводстве гибридов подсолнечника материнские самоопыленные линии имеют однокорзиночные растения, а отцовские - многокорзиночные ветвистые формы, поэтому неодинаково реагируют на возникающие под групповыми изоляторами условия. При выращивании ин-бредных линий подсолнечника под групповыми изоляторами важно не только сохранить 100 %-ную биологическую чистоту родительских форм, но также и рационально использовать ограниченное пространство этих устройств. Поэтому в процессе исследований была поставлена задача изучить степень влияния этих устройств на формирование посевных и урожайных свойств репродуцируемых семян материнских и отцовских форм в системе первичного семеноводства самоопыленных линий гибридного подсолнечника.
Материалы и методы. В качестве исходного материала использовали материнскую фертильную самоопыленную линию ВК 678 Б и ее стерильный аналог - ВК 678 А, а также отцовскую ветвистую многокорзиночную форму - ВК 580.
Исследования проводили на центральной экспериментальной базе ГНУ ВНИИМК Россельхозакадемии (г. Краснодар) в 2005-2006 гг. Для размножения под групповыми изоляторами использовали маточные семена (МС) линий из резервов полученных после изучения их растений на типичность в питомнике оценки потомств. Посев семян проводили в три срока с разрывом в один месяц (28 дней) с густотой стояния 40, 60 и 80 тыс. раст./га. В каждом отсеке размещали по шесть рядков самоопыленных линий с расстоянием между рядами 70 см и в рядке между растениями соответственно 35, 22 и 18 см с оставлением после прорывки по одному растению в гнезде. Самоопыленную линию ВК 678Б и ее стерильный аналог ВК 678А высевали по схеме: 1Б, 1А, 2Б, 1А, 1Б (БАББАБ), а отцовская форма ВК 580 размещалась под изоляторами на всех шести рядках. По каждой линии использовали три изолятора. После окончания цветения растений первого срока посева, изоляторы переносили на второй, со второго на третий. Площадь одного изолятора составляла 150 м2 (30 х 50 м). За неделю до начала цветения производили монтаж групповых
изоляторов и накрывали растения сеткой. Опыление растений материнской и отцовской инбредных линий под изоляторами выполняли вручную, с интервалом через 2 дня, всего 5 раз. Уборку урожая семян проводили вручную путем сплошного обмолота корзинок подсолнечника каждого группового изолятора. Полевые учеты и лабораторные анализы выполняли по принятым в институте для подсолнечника методам [3].
Результаты и обсуждение. Результаты исследований показали, что используемые в экспериментах самоопыленные линии (ВК 678 и ВК 580) оказались абсолютно выровнены по типичности, а ЦМС ВК 678А (стерильный аналог линии ВК 678) и по степени стерильности растений. В посевах под изоляторами не встречалось ни одного примесного растения, которое бы отличалось от основного типа по вегетационному периоду, высоте и другим признакам растений (рис. 1, 2). Все это говорит в пользу того, что семеноводческая работа, проводимая с самоопыленными линиями подсолнечника под групповыми изоляторами, находится на высоком уровне.
По морфологическим признакам растений материнская самоопыленная линия ВК 678Б и ее аналог ВК 678А в посевах под изоляторами практически не отличаются, исключение стерильность цветущих корзинок, которая проявляется в период цветения в последней форме. Отцовская инбредная линия ВК 580 по типу растения является многокорзиночной формой с рецессивной ветвистостью и хорошо выраженной главной корзинкой, которая и обеспечивает получение семян при ее размножении.
Рисунок 1- Посев самоопыленной однокорзиночной материнской линии ВК 678(А и Б) под групповыми сетчатыми изоляторами
Рисунок 2 - Репродуцирование самоопыленной многокорзиночной отцовской линии ВК 580 под групповыми сетчатыми изоляторами
Для того чтобы увеличить выход семян с одного изолятора мы использовали три срока посева самоопыленных линий под групповыми изоляторами, но при этом важно также было исследовать на этом фоне изменение посевных свойств формирующихся семян у ВК 678А и ВК 678Б, отличающихся между собой фертильной и стерильной цитоплазмой. Анализ полученных данных показал, что более поздний срок посева существенно снижает массу 1000 семян по обеим формам, однако больших различий из-за типа цитоплазмы по поэтому признаку у самоопыленной линии не отмечено (табл. 1).
Таблица 1
Изменение посевных свойств семян инбредной линии ВК 678 при репродуцировании под групповыми изоляторами в связи с разными сроками посева и типом цитоплазмы
2005-2006 гг.
ВК 678 Б (фертиль- ВК 678 А (стериль-
Сроки посева ная) ная)
масса 1000 лабораторная масса 1000 лабораторная
семян, всхо- семян, всхо-
г жесть, % г жесть, %
21.04 (контроль) 55 ± 2,2 85 ± 7 63 ± 5,8 79 ± 8
17.05 59 ± 2,4 91 ± 5 56 ± 2,3 89 ± 6
12.06 51 ± 1,3 93 ± 4 54 ± 2,4 86 ± 7
Кроме того, не выявлено существенных различий и по всхожести выращенных под групповыми изоляторами семян. Хотя лучшие результаты по этому показателю наблюдали при посеве семян во второй срок.
Анализ представленных данных по варьированию урожайности семян инбредной линии подсолнечника ВК 678 в зависимости от сроков посева и типа цитоплазмы при выращивании под групповыми изоляторами показал, что более поздние сроки существенно снижают этот показатель по сравнению с контролем (оптимальный срок посева). Причем снижение урожайности семян в сравнении с контролем как по линии ВК 678Б, так и ВК 678А при самом позднем сроке посева было наибольшим - соответственно 29,3 и 33,3 % (табл. 2). Проведенное сравнение полученной под групповыми изоляторами урожайности семян между Б- и А-формами самоопыленной линии ВК 678 показало, что линия на основе стерильной цитоплазмы сильнее реагирует на условия, возникающие под такими устройствами, и поэтому больше по сравнению с Б-формой снижает урожай. Однако эти различия на фоне разных сроков посева оказались небольшими.
Таблица 2
Варьирование урожайности семян инбред-ной линии ВК 678 в зависимости от сроков посева и типа цитоплазмы при выращивании под групповыми изоляторами
2005- 2006 гг.
Срок посева ВК 678 Б (фер-тильная) ВК 678 А (стерильная)
урожайность семян, т/га снижение урожайности семян в сравнении с контролем, % урожайность семян, т/га снижение урожайности семян, %
в срав- нении с кон-тро-лем в срав- нении с Б-фор- мой
21.04 (контроль) 0,41±0,03 - 0,33±0,01 - 19,5
17.05 0,29±0,01 29,3 0,25±0,01 24,2 13,8
12.06 0,29±0,02 29,3 0,22±0,01 33,3 24,1
Данные по репродуцированию под групповыми изоляторами отцовской формы ВК 580 на фоне трех разных сроков посева показали аналогичные с ВК 678 результаты. В целом же необходимо отметить, что суммирование урожаев, полученных при выращивании самоопыленных линий под групповыми изоляторами в три срока за один год, позволяет более рационально использовать ограниченную площадь этих устройств и увеличивает до 140 % выход семян с одного изолятора.
При изучении влияния групповых изоляторов на посевные и урожайные свойства семян самоопыленных линий подсолнечника использовали также разную густоту посева растений. Известно, что этот прием также способствует увеличению выхода семян с единицы площади одного изолятора [4]. Наиболее значительно на изменение густоты стояния реагировала отцовская самоопыленная линия ВК 580 (табл. 3).
Таблица 3
Варьирование морфологических признаков растений у ветвистой многокорзиночной отцовской формы ВК 580, при выращивании под групповыми изоляторами с разной густотой стояния
2005- 2006 гг.
Густота стояния растений, тыс./га Высота растений, см Завязывае- мость семян, % Масса 1000 семян, г
центральных корзинок боковых корзинок центральных корзинок боковых корзинок
40 (контроль) 132±8 70±2 30±2 29±2 14±1
60 150±6 86±3 14±2 26±2 10±2
80 152±5 92±3 9±1 27±1 10±1
Увеличение густоты стояния растений отцовской самоопыленной линии подсолнечника под групповыми изоляторами от 40 до 80 тыс./га способствовало повышению их высоты в сравнении с контролем (густота растений 40 тыс./га) от 18 до 20 см. Кроме того, уменьшилась также и масса 1000 семян как с центральных, так и с боковых корзинок. Однако завязываемость семян центральных корзинок с увеличением густоты стояния растений возрастала на 16-22 % при существенном снижении этого показателя у боковых корзинок, что, несомненно, привело к повышению продуктивности растений в этих вариантах эксперимента.
Анализ полученных данных по изучению варьирования урожайности и масличности семян однокорзиночной самоопыленной линии ВК 678 и отцовской многокорзиночной ветвистой формы ВК 580 в результате выращивания их под групповыми изоляторами при разной густоте стояния растений показал, что загущение растений до 80 тыс./га способствует росту этих показателей (табл. 4). Причем наиболее существенная прибавка (0,26-
0,46 т/га) получена на материнской самоопыленной линии ВК 678. В вариантах с отцовской формой ВК 580 при увеличении густоты стояния растений также отмечено повышение урожайности и масличности семян, но это превышение оказалось в пределах ошибки опыта.
Таблица 4
Изменение урожайности и масличности семян материнской и отцовской линий подсолнечника в зависимости от густоты стояния растений при выращивании их под групповыми изоляторами
Густота ВК 678 (материнская ВК 580 (отцовская
стояния растений, однокорзиночная форма) ветвистая многокорзиночная форма)
тыс./га урожай- маслич- урожай- маслич-
ность ность ность ность
семян, семян, семян, семян,
т/га % т/га %
40 (контроль) 0,41 40,5 0,91 43,2
60 0,67 41,4 0,99 44,5
80 0,87 43,5 0,99 45,4
НСР05 0,11 - 0,12 -
Таким образом, можно отметить, что репродуцирование семян самоопыленных линий подсолнечника под групповыми изоляторами с разным типом растений (одно-корзиночные и многокорзиночные) на фоне повышения густоты стояния растений до 80 тыс./га способствует существенному росту урожайности этих форм, тем самым увеличивая эффективность использования таких устройств в первичном семеноводстве гибридов.
В последние годы во ВНИИМК в результате применения групповых сетчатых изоляторов для репродуцирования семян самоопыленных линий подсолнечника усовершенствована схема выращивания этих форм, которая в настоящее время широко используется на 2-м этапе первичного семеноводства при получении категории оригинальных семян (ОС) (рис. 3).
Разработанная схема разделена на три этапа. Каждый этап получения самоопыленных линий предназначен для производства семян определенной категории родительских компонентов гибридов подсолнечника с учетом типа опыления, формы ветвления, условий и приемов выращивания растений под сетчатыми изоляторами или при открытом цветении в поле. Этапы получения разных категорий семян связаны между собой еже-
годными заданиями по их производству. Обычно в производстве подсолнечника воз-делывается сразу несколько гибридов первого поколения, поэтому нужно иметь четкий план по объемам их семеноводства, чтобы не нарушать всю цепочку технологического процесса выращивания семян родительских компонентов на разных этапах их репродуцирования. Порядок выращивания разных категорий семян и их движение по этапам производства на схеме показаны стрелками (см. рис. 3). На каждом этапе определены свои технологические требования при получении семян, а также приемы и способы их репродуцирования. На первом этапе при выращивании маточных семян (МС) применяют две схемы. Первая схема используется для получения семян линии-закрепителя стерильности (Б) и стерильного аналога (А) при одновременном опылении пыльцой Б-формы корзинок обоих форм. Семена получают под индивидуальными сетчатыми изоляторами типа «рукава». Созревшие корзинки каждой пары обмолачивают отдельно. Затем, при необходимости, семьи Б-формы оценивают на закрепительную способность по полноте стерильности А-формы в питомнике оценки потомств. Резервы семян семей, успешно прошедших оценку на закрепительную способность, объединяют для получения маточных семян каждой линии отдельно. Потом эти семена используют для размножения под пологом групповых сетчатых изоляторов при получении следующей категории - оригинальных семян (ОС).
Вторая схема на первом этапе первичного семеноводства применяется для получения семян линий-восстановителей фертильности пыльцы (В). В настоящее время для этих целей в основном используются самофертильные с рецессивной ветвистостью многокорзиночные самоопыленные линии подсолнечника (КГ-линии). В литературе отмечается, что при семеноводстве ИТ-линий необходимо осуществлять контроль над восстановительной способностью этих форм [4, 5, 6]. Считается, что такой контроль достаточно выполнять один раз в 3-4 года. По усовершенствованной схеме предусмотрен следующий порядок получения маточных семян (МС) КГ-линий. Чередующимися рядами при посеве располагаются растения В-формы и ЦМС-линии конкретного гибрида. Перед цветением обеих линий корзинки
Первичное семеноводство
1 этап (МС) ^
I
Тип опыления -искусственное, ручное, под сетчатыми рукавами
Получение маточных семян (МС) самоопыленных линий: А, Б и В 1-я схема (~) 2-я схема (~,х)
99 99 99 99
А Б А Б
в в В В
9в 9в А В
2 этап (ОС) ^
Выращивание оригинальных семян (ОС) самоопыленных линий: А- Б- и В-форм, под групповыми сетчатыми изоляторами
1-я схема (~)
?£??£$ ?£??£$
А Б А А Б А
Тип опыления искусственное (с помощью человека или насекомых), под групповыми сетчатыми изоляторами
3 этап (ЭС) ^
I
Тип опыления -энтомофильное при открытом цве- 999999 99999999 тении с простран- 999999 $999999$ ствен- 999999 99999999
ной 6 0 8
(не менее 5 км) и Б А
временной (30 (ВК-678 А, Б; ВК-680 А, Б и др.) дней) изоляцией
2-я схема (~)
вввввв вввввв
В В В В В В
Производство семян элиты (ЭС) самоопыленных линий: А, Б, В и ЦМС простых гибридов - материнских форм трехлинейных гибридов на изолированном участке в поле
1-я схема(~)
2-я схема (х)
99999999999999 99999999999999 99999999999999 6 (0) 8(10) Б А
(ЦМС Fl Куб. 86, 93, 48)
3-я схема (~)
вввввв вввввв вввввв
В (ВК580 и др.)
Рисунок 3 - Усовершенствованная схема получения различных категорий семян самоопыленных линий подсолнечника с применением групповых сетчатых изоляторов
4
Обозначения: А - стерильный аналог самоопыленной линии подсолнечника (материнская стерильная форма);
Б - закрепитель стерильности (материнская фертильная форма); В - восстановитель фертильности пыльцы (отцовская форма); 0 - пустой незасеваемый рядок при выдерживании схемы посева; 4, 6, 8, 10 - количество рядков отцовской или материнской форм; 9 - знак материнской формы; в - знак отцовской формы; 9 - знак закрепителя стерильности (Б-форма);
~, х - знаки соответственно участков размножения и гибридизации.
ISSN 0202-5493.МАСЛИЧНЫЕ КУЛЬТУРЫ. Научно-технический бюллетень Всероссийского научно-исследовательского института масличных культур. Вып.2 (148-149), 2011
В-формы и ЦМС-аналога попарно накрывают сетчатыми рукавами. Самоопыление и нанесение пыльцы В-формы на корзинку ЦМС-аналога производится одновременно под изоляторами. В результате на корзинках ЦМС-аналога завязываются семена гибрида, а на растениях В-формы - семена КГ-линии. После проверки в питомнике оценки потомств восстановительной способности КГ-линии по степени фертильности конкретного гибрида, резервы семян с индивидуально обмолоченных корзинок В-формы объединяют для получения маточных семян (МС) этой линии. Затем полученные таким образом маточные семена В-формы в следующем сезоне размножают в необходимом объеме под пологом групповых сетчатых изоляторов для получения очередной категории - оригинальных семян (ОС). Но чаще всего, когда не требуется проводить проверку ИТ-линий на восстановительную способность, ее размножают по обычной схеме под рукавами, а затем репродуцируют с применением групповых изоляторов для производства оригинальных семян.
Таким образом, можно отметить, что усовершенствованная схема первичного семеноводства самоопыленных линий с применением групповых изоляторов позволяет обеспечить производство семян этих форм подсолнечника с высокими посевными и урожайными свойствами.
Выводы. Результаты применения в первичном семеноводстве самоопыленных линий подсолнечника групповых сетчатых изоляторов позволяют надежно сохранять их биологическую чистоту и обеспечивают производство оригинальных семян с высокими посевными и урожайными свойствами.
Список литературы
1. Гриднев, А.К. Использование различных способов изоляции и опыления в семеноводстве константных самоопыленных линий подсолнечника / А.К. Гриднев, Л.Г. Шаповалова // Масличные культуры: НТБ ВНИИМК. - 2009. - Вып. 1 (140). - С. 15-18.
2. Бочковой, А.Д. Эффективность групповых сетчатых изоляторов при репродуцировании самоопыленных линий подсолнечника / А.Д. Бочковой, О.В. Пивненко, В.А. Камар-дин // Масличные культуры: НТБ ВНИИМК. - 2011. - Вып.1 (146-147). - С. 37-40.
3. Пустовойт, В.С. Руководство по селекции и семеноводству масличных культур. -М.: Колос, 1967. - С. 7-14.
4. Погорлецкий, Б.К. Результаты и перспективы селекции подсолнечника на высокую продуктивность и устойчивость к основным болезням // Проблемы селекции и семеноводства подсолнечника для засушливых условий степи. - Одесса, ВСГИ, 1985. -С. 47-58.
5. Бочкарев, Н.И. Методика семеноводства гибридов подсолнечника / Н.И. Бочкарев [и др.]. - Краснодар, 1989. - 35 с.
6. Горбаченко, Ф.И. Первичное семеноводство ЯГ-линий подсолнечника // Генетика и селекция растений на Дону. - Ростов-на-Дону, 2003. - Вып. 3. - С. 246-249.
